低磷脅迫下木麻黃種源的苗期生長和形態特征

[摘要] 采用盆栽試驗，測定了7種木麻黃種源在高低磷兩種條件下的發芽率、千粒重、苗高、地徑、生物量等指標，旨在為磷高效基因型木麻黃種源的篩選和遺傳改良提供依據。結果表明：種源18298千粒重和發芽率最好，福建東山種源次之；東山種源的株高和地徑對低磷脅迫較敏感，其生物量積累也具有顯著差異，具有一定的磷素利用潛勢。

[關鍵詞] 木麻黃 種源 低磷脅迫

木麻黃(Casuarina equisetifolia)自然分布于東南亞、太平洋群島和澳大利亞，是營建沿海防風固沙林和薪炭林的優良樹種。自上世紀60年代起，我國東南沿海地區先后從澳大利亞、泰國等地引進木麻黃品種，對提高我國沿海防護林體系的生態、經濟效益起到非常重要的作用。由于遺傳因素影響，不同種源的木麻黃在利用營養元素方面也存在很大差異[1]。磷作為植物生長發育不可缺少的營養元素之一，它以多種方式參與植物體內的生理過程，對植物的生長發育、生理代謝、產量和品質都起著重要作用[2]。我國大部分地區土壤普遍缺磷，南方土壤尤為嚴重。施磷并不一定能有效地促進植株吸收磷，還可能會引起一系列的環境污染。磷作為限制植物生長的障礙因子已越來越受到人們的重視[3-5]。如何根據植物自身潛力充分利用土壤磷成為近年來科學家所關注的焦點[6]。南方濱海沙地普遍缺磷，土壤磷素不足一直是影響海岸防護林健全生長的重要因素。在沿海防護林更新實踐中發現，木麻黃連栽林地土壤磷含量降低，成為海岸防護林更新困難的原因之一[7，8]。因此開展木麻黃不同種源對低磷脅迫的生理反應及其適應機制研究，從中篩選出耐低磷的木麻黃優良品系， 對于沿海防護林的更新改造和可持續經營均有十分重要的現實意義。

本研究對不同磷水平下不同基因型木麻黃種源形態指標進行測定，分析其根系形態特征，探討提高養分有效性的生物學途徑，為磷高效基因型木麻黃種源的篩選和遺傳改良提供依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試木麻黃種源從澳大利亞林木種子中心引進，均為短枝木麻黃（Cauarina equisetifolia.spp.equisetifolia），以福建東山種源為對照，不同木麻黃種源的地理位置見表1。供試基質土壤由紅壤和木麻黃林下細沙（取自福建長樂沿海防護林下）按質量比2︰1均勻混合后裝入營養杯中，每個營養袋預裝1.5kg混合土壤，實驗共設置低磷（P0）和高磷（P1）兩個磷素水平，每個品種每個處理水平移栽30株苗，3個重復；低磷P0條件下基質土壤不施P，施N 0.5g/kg，高磷P1條件下基質土壤施P 1.5 g/kg，施N 0.5g/kg。

1.2 試驗設計

木麻黃不同種源種子于2007年4月30日在福建省林業科學研究院播種，先進行沙床播種，撒種后在種子上覆蓋沙土，厚度以看不見種子為準，播種后以噴壺撒水保持沙床濕潤，木麻黃苗木長到5cm的時候進行移栽，移栽至溫室后進行正常的水肥管理。

1.3 測定方法

木麻黃不同種源種子按照隨機區組設計，每組選取100粒、4個重復共100粒種子進行沙床播種發芽實驗，第20天時測定各種源種子的發芽率，同時采用稱重法測定種子千粒重。于2008年1月對木麻黃種苗測定不同種源苗高、地徑、生物量。

2 結果與分析

2.1 不同種源木麻黃種子千粒重

從表2可以看出，種源18298千粒重最大，發芽率也最高；其次是東山種源的發芽率；種源的發芽率與稍后進行的沙床播種實驗的田間出苗情況基本上一致。種子內貯藏的養分越多，就越有利于植株幼胚的生長；而種子內貯藏的有機物質越多，種子的質量就會越大；因此，測定不同種源木麻黃種子的千粒重和發芽率，可以預測并指導田間播種量。

2.2 低磷脅迫對木麻黃同種源苗高及地徑的影響

由表3、圖1可以看出，東山種源的高生長和地徑生長在P1條件下都是最大的，并且在P1條件下，東山種源的高生長比該種源在P0條件下的高生長增加了60.69%，說明磷肥的施加對東山種源的高生長具有顯著的影響，而方差分析的結果也表明了這一點，東山種源的高生長在P1條件下和該種源在P0條件下的高生長達到顯著性差異。

由圖1也可以看出，種源18153在P0條件下高生長最差，并且與該種源在P1條件下高生長達顯著水平；種源18153、18154、18296在P0和P1條件下的高生長達到了顯著性水平，而其余幾個種源的高生長在P0和P1條件下差別不是很大。說明東山種源，種源18153、18154、18296的高生長對低磷脅迫較敏感。

其余3個種源在P0和P1條件下，高生長沒有明顯的差別，因此，可以說種源18157、18298、18312高生長對低磷脅迫不是很敏感。

由圖2可以看出，除東山種源和18153外，其余種源18154、18157、18296、18298、18312地徑生長在P0和 P1條件下差異不顯著。 東山種源與18153的地徑生長在P1條件下明顯比該種源在P0條件下大，說明施加磷肥能促進東山種源與18153種源的地下部分的橫向生長。

2.3 低磷脅迫對木麻黃種源生物量積累的影響

生物量積累的多少，直接表現木麻黃積累有機質的能力大小，木麻黃有機質積累越多，則對外界不良環境的抵抗能力越強，即是適應性越強，相比生物量積累少的木麻黃更能適應環境。地下部分生物量的積累，有助于木麻黃根系的擴展，利于木麻黃在貧瘠土壤中吸收更多的營養物質，而發達的根系能夠較好地支撐木麻黃，增強木麻黃的抗倒伏性，從而使木麻黃在風沙地上更容易成活。

由圖3～6可以看出，東山種源在生物量積累上具有顯著優勢，在P1條件下，東山種源的地上部分生物量積累平均達到了8.16g，而地下部分生物量積累在P1條件下平均達到了2.224g，且方差分析顯示，東山種源的生物量積累在P0和P1條件下達到了顯著差異。

種源18153地上部分的生物量積累在東山之后，在P1條件下達到2.908g，但是其地下部分生物量積累不如種源19289，在P1條件下達到了1.022g。除東山種源外，其余木麻黃種源的生物量積累在P1和P0時差別不是很大，方差分析未達顯著性差異，因此，低磷脅迫對種源18153、18154、18157、18296、18298、18312的生物量積累沒有顯著影響。

而從表4可以看出，種源18153、18154、18157、18296、18298、18312的地下生物量積累在P0和P1條件下并未達到顯著性差異，究其原因，可能是種源從脅迫開始到收獲測定所經歷的脅迫時間過短造成的。

因此在本試驗條件下，磷肥雖能促進木麻黃種源的根系生長，但在短時間內，施加磷肥對種源根系生物量積累沒有顯著影響。

3 結論

種源18298千粒重最大，發芽率也最高；其次是東山種源的發芽率；種源的發芽率與稍后進行的沙床播種實驗的田間出苗情況基本上一致。

東山種源，種源18153、18154、18296的高生長對低磷脅迫較敏感，東山種源與18153的地徑生長在P1條件下明顯比該種源在P0條件下大，說明施加磷肥能促進東山種源與18153種源的地下部分的橫向生長。

東山種源在生物量積累上具有顯著優勢，在P0和P1條件下達到了顯著差異，其余木麻黃種源的生物量積累在P1和P0時差別不是很大，方差分析未達顯著性差異，因此可以得出，磷肥雖然能促進木麻黃種源的根系生長，但在短時間內，施加磷肥對種源根系生物量積累沒有顯著影響。

參考文獻

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